擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計1

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2010級電子信息工程模擬電子技術(shù)課程設(shè)計模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告書課題名稱擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計姓名學(xué)號院、系、部通信與電子工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程專業(yè)指導(dǎo)教師2011年12月12日一、設(shè)計任務(wù)及要求：設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個擴(kuò)音機(jī)電路。要求：1.設(shè)計一個對話筒輸出信號具有放大能力的擴(kuò)音電路。2.前置電路放大100倍，負(fù)載阻抗為8?。3.具有音調(diào)調(diào)控功能，即用兩個電位器分別調(diào)節(jié)高音和低音。4.輸出功率的大小連續(xù)可調(diào)，即用電位器可以調(diào)節(jié)音量的大小。5．輸入端短路時，噪聲輸出電壓的有效值不超過10mv。6．采用Multisim11.O進(jìn)行仿真，驗證和完善設(shè)計方案。指導(dǎo)教師簽名：2011年12月日二、指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽名：2011年12月日三、成績驗收蓋章2011年12月日擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計1設(shè)計目的〔1〕掌握擴(kuò)音電路的設(shè)計和主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。

〔2〕了解穩(wěn)壓芯片LF353N與TDA2030的使用方法以及性能指標(biāo)。

〔3〕了解功率放大電路以及音頻放大電路的組成及工作原理。

〔4〕熟悉擴(kuò)大電路各模塊的設(shè)計與整個體系的連接。2設(shè)計思路擴(kuò)音電路的設(shè)計:〔1〕前置放大電路的設(shè)計主要以兩個LF353N芯片為主線組成一個多級放大電路。〔2〕音調(diào)控制電路的設(shè)計?！?〕功率放大的設(shè)計，主要是基于集成運放TAD2030來實現(xiàn)?！?〕將已經(jīng)選擇好的各局部電路組合使之構(gòu)成完整的電路圖。3設(shè)計過程3.1方案論證該穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路等所組成，其原理框圖如圖信號輸入信號輸入前置放大模塊音調(diào)控制模塊控制放大模塊信號輸出圖1擴(kuò)音機(jī)原理框圖它的工作原理：前置放大主要完成小信號放大，要求輸入阻抗高，輸出阻抗低，頻帶寬，噪聲?。灰粽{(diào)控制主要實現(xiàn)對輸入信號上下音的提升和衰減；功率放大器決定整個電路的輸出效率、非線性失真等指標(biāo)，要求效率高、失真小、功率大。各級增益的分配：總增益為總增益為前置放大100倍，音調(diào)控制中頻放大1倍，功放級電壓放大8倍，總放大倍數(shù)為400倍。3.2電路設(shè)計〔1〕前置放大電路的設(shè)計①理論分析前置放大級放大微弱信號，對零輸入時的噪聲、電流、電壓有較高要求，考慮選用集成運放LF353，查閱元件手冊獲得如下器件參數(shù)：前置放大級由LF353組成兩級放大電路。兩級各放大10倍：再由：可使：；其它參數(shù)按照通常經(jīng)驗給出。=2\*GB3②電路圖--前置放大電路如圖2所示圖2前置放大電路原理圖〔2〕音調(diào)控制電路的設(shè)計①理論分析音調(diào)控制器功能為：調(diào)節(jié)音響放大器的頻率響應(yīng)，更好地滿足人耳的聽覺特性。音調(diào)控制器對高音和低音進(jìn)行提升或衰減，對中音信號增益不變。音調(diào)控制器幅頻率特性曲線如圖3所示。圖3音調(diào)控制器幅頻率特性曲線②電路圖--音調(diào)控制器總電路圖如圖4所示。圖4音頻控制電路原理圖〔2〕功率放大輸出級的設(shè)計①理論分析功放要求功率盡可能大，失真盡可能小，效率盡可能高。TDA2030是許多電腦有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成塊。它接法簡單。額定功率為14W。電源電壓為±6～±18V。輸出電流大，諧波失真和交越失真小〔±14V/4歐姆，THD=0.5%〕。具有優(yōu)良的短路和過熱保護(hù)電，平安可靠。TDA2030外形圖如圖5所示圖5TDA2030的外形圖②電路圖--根據(jù)參考器件手冊給出的接法，得功放級整體電路圖如圖6所示。圖6功率放大輸出電路原理圖〔3〕擴(kuò)音機(jī)整體電路的設(shè)計由上面各局部電路的設(shè)計方案的論證以及所選擇的電路可設(shè)計出如下圖的擴(kuò)音機(jī)電路圖如圖7所示。4電路所實現(xiàn)功能與實測數(shù)據(jù)由于存在多級電路，且參數(shù)要求嚴(yán)格，本實驗實際搭建電路測試時采用“先分級搭建并測試，后總體調(diào)測”的方法。圖7擴(kuò)音機(jī)的總體電路原理圖4.1分級測試〔１〕前置放大級測試按照理論設(shè)計值搭建電路，測試增益約為86倍。當(dāng)輸入輸入信號頻率為時測得輸入與輸出電壓如圖8所示：圖8輸入輸出電壓即所以增益倍。到達(dá)設(shè)計要求?！?〕音調(diào)控制級測試①低音提升，高音衰減測試將置為最大提升，置為最大衰減。輸入電壓。測試數(shù)據(jù)如表1所示中頻1.02kHz時增益為：高頻20.1kHz時增益為：F(Hz)1055011.02k2.01kUo(mV)1.5354.1654.5253.936F(Hz)3.035.1k10k20.1kUo(mV)3.2622.3961.6741.374表1.低音提升高音衰減測試數(shù)據(jù)①低音提升，高音衰減測試將置為最大衰減，置為最大提升。輸入電壓。測試數(shù)據(jù)如表2所示F(Hz)1.02k2.01k3.03k5.10kUo(mV)5.576.4047.72910.531F(Hz)10k20.1k30kUo(mV)15.10718.42819.338表2低音衰減高音提升測試數(shù)據(jù)中頻1.02kHz時增益為：高頻20.1kHz時增益為：至此可知，音調(diào)控制級高、中頻均到達(dá)設(shè)計要求。功率放大級測試主要中頻測試參數(shù)如表3所示。輸入電壓輸出電壓電壓增益表3功放級中頻測試數(shù)據(jù)元件能夠正常工作，所以電路連接正確，滿足要求。４.2電路總體功能與測試〔1〕噪聲測試當(dāng)輸入信號為，即輸入端短路時，輸出電壓。符合設(shè)計要求噪聲輸出電壓的有效值不超過10mv?！?〕音量調(diào)節(jié)測試調(diào)節(jié)，觀察示波器，輸出電壓連續(xù)可調(diào)，最小輸出電壓可趨近0V，增大音量輸出電壓可到達(dá)最大輸出電壓值。由此可知音量也連續(xù)可調(diào)，符合設(shè)計要求。5主要儀器與設(shè)備電容：十六個；〔注詳細(xì)參數(shù)見原理圖〕固定電阻：二十個；〔注詳細(xì)參數(shù)見原理圖〕滑動變阻器：500k的滑動變阻器兩個，22K的滑動變阻器一個；二極管：普通二極管兩個；集成運算放大：LF353N三片，功率放大芯片：TDA2030一片；數(shù)字萬用表兩個，示波器一個，函數(shù)信號發(fā)生器，晶體管毫安表。6設(shè)計體會與建議6.1設(shè)計體會〔1〕此次實驗從設(shè)計到實現(xiàn)，每一步都伴隨著問題的不斷的產(chǎn)生與解決，經(jīng)過艱辛的調(diào)試、測量，最終完成實驗，實驗總體是成功的?！?〕綜合性實驗涉及了幾乎整個電路設(shè)計與實現(xiàn)的過程，嚴(yán)謹(jǐn)完成實驗將很有意義，而且這是學(xué)習(xí)模擬電路以來第一次完整體驗實際電路的實現(xiàn)，這個過程讓我獲益頗多。通過這次實踐，我對音頻放大電路有了有了更深入的了解，對模擬電路設(shè)計過程和方法有了根本了解和認(rèn)識，能夠?qū)唵坞娐废到y(tǒng)中出現(xiàn)的故障和問題提出解決方案，學(xué)習(xí)并熟悉mulitisim軟件的根本使用?！?〕為發(fā)現(xiàn)和解決實際電路問題，我查閱了不少資料，和同學(xué)討論交流，一同解決問題，解決實際問題的能力有所提升。功夫不負(fù)有心人，最終完成了電路參數(shù)的仿真測試，欣喜萬分。6.2對設(shè)計的建議在我們初次接觸課程設(shè)計的時候，首先第一感覺就是不知所然，沒有方向。雖然在最后的努力下完成了，但是還有很多概念不了解以及實驗儀器的使用不清楚，使得在過程中顯得很吃力，因此在以后的學(xué)習(xí)中一定要注重實踐，多去了解一些東西，比方儀器的使用，所以需要利用好一切可以的時機(jī)去動手，同時還得扎實自己的理論根底，這些是對自己的一些建議。同時希望老師能夠多給我們一點指導(dǎo)就能使我們少做點彎路，在這個上面所花的時間就會減少好多，從而效率就能夠得到提高，這樣我們就會有更充足的時間去學(xué)習(xí)其他知識，讓自己的知識面更廣泛。當(dāng)然一味的把設(shè)計思路以及方法告訴我們也是不可取的